DE3010573C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Feuersicherheitsventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind bereits Anstrengungen unternommen worden, um in mit einem Ventilschaft betätigten Ventilen schmelzbare Elemente einzubauen, so daß ein Austreten rund um den Schaft, wenn das Ventil einem Feuer ausgesetzt war, durch eine Metall-auf-Metall-Abdichtung des Schafts verhindert werden konnte. Beispiele für solche frühere Konstruktionen sind in den US-PSen 37 88 600, 26 47 721 und 38 42 853 beschrieben.

In der US-PS 37 88 600 ist ein Absperrschieber mit einem zweiteiligen Schaft offenbart, dessen äußerer Teil tele­ skopartig auf dem inneren Teil gleitet. Der äußere Teil hat eine metallische Dichtungsschulter, die von einem in der Kappe angebrachten metallischen Sitz durch ein schmelz­ bares Element im Abstand gehalten wird. Im Fall eines Feuers bildet sich zwischen der Schulter des Schafts und dem Sitz in der Kappe eine Metall-auf-Metall-Dichtung. Dadurch wird das Leitungsfluid wirksam eingeschlossen. Eine zwangsläufige Überführung des Ventils in seine ZU-Stellung ist dabei nicht vorgesehen.

In der US-PS 26 47 721 ist ein Ventil mit einem schmelz­ baren Element beschrieben, das das Lager trägt, so daß eine Schulter am Schaft mit einem Sitz an der Innenwand der Haube in Kontakt ist, wenn das schmelzbare Element durch ein Feuer schmilzt. Diese Konstruktion legt die Abdichtung des Schafts an das äußere Ende des Schafts, wo sie der Hitze stärker ausgesetzt ist als das schmelzbare Element und daher vor dem schmelzbaren Element versagen kann, so daß Fluide, die durch das Ventil fließen, rund um den Schaft entweichen können und das Feuer nähren oder die Feuerbekämpfung erschweren können. Gemäß der US-PS 26 47 721 ist außerdem keine Vorsorge getroffen, das ge­ schmolzene Material von der Haube abzusaugen. Außerdem muß auch bei der Konstruktion dieser Patentschrift wie bei der vorgenannten die Kappe stark genug sein, um den hohen Druck des Leitungsfluids auszuhalten.

Ein Feuersicherheitsventil gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-PS 38 42 853 bekannt. Bei dieser bekannten Ausführungsform ist der Anschlag derart angeordnet, daß er das Ventil in der AUF-Stellung hält. Nach dem Schmelzen des Schmelzkörpers ist das Ventil für eine Bewegung in die ZU-Stellung freigegeben. Bei Hitze oder Feuer muß über eine zusätzliche Steuereinrichtung der Druck in einer Steuerleitung abgesenkt werden, damit eine Feder wirksam werden kann und der Ventilschaft in die ZU-Stellung des Verschlußstücks bewegt werden kann. Diese zusätzliche Steuereinrichtung muß ebenfalls auf Wärme ansprechen. Das bekannte Feuersicherheitsventil wird demnach bei Auf­ treten von Feuer nicht automatisch geschlossen, sondern lediglich in eine Schließbereitschaftsstellung versetzt. Ein Schließen kann nur erfolgen, wenn die zusätzliche Steuereinrichtung ebenfalls wirksam wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Feuersicher­ heitsventil gattungsgemäßer Bauart anzugeben, welches im Normalbetrieb beliebig geöffnet und geschlossen werden kann und bei überhöhter Temperatur zwangsläufig in die ZU-Stellung übergeht, wobei dann gleichzeitig eine feuer­ feste Notdichtung zwischen der Ventilkammer und der Um­ gabelung hergestellt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die Maßnahmen nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Bei dem erfindungsgemäßen Feuersicherheitsventil kann also einerseits im Falle von Feuer oder allgemeiner gesagt im Falle von übermäßiger Temperatur das Verschlußstück zwangsläufig in die Verschlußstellung übergehen, und anderer­ seits kann die das Verschlußstück aufnehmende Ventilkammer gegenüber dem Umgebungsraum sicher abgedichtet werden, so daß das Fluid, zu dessen Beeinflussung das Ventil vor­ gesehen ist, keinesfalls austreten kann.

Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen. Anspruch 2 gibt eine besonders einfache und deshalb besonders zuverlässige Art der temperaturabhängigen Ansteuerung des Betätigungsmechanismus an für den Fall, daß ein durch Fluidenbeaufschlagung steuerbarer Betätigungsmechanismus zur Anwendung kommt.

Anspruch 3 zeigt eine einfache Lösung für die Ausbildung des schmelzkörpergestützten Anschlags.

Anspruch 4 zeigt eine Möglichkeit, ein einziges Element, nämlich die Anschlagmuffe einerseits als Anschlag für den Ventilschaft und andererseits als Teil einer Ansteuerung für den Betätigungsmechanismus zu verwenden.

Anspruch 5 zeigt eine einfache Möglichkeit auf, um den Anschlag den jeweiligen Betriebsbedingungen anpassen zu können.

Anspruch 6 zeigt eine Möglichkeit auf, das Erreichen der ZU-Stellung des Verschlußstücks unabhängig von äußeren Steuerungssystemen sicherzustellen.

Anspruch 7 zeigt eine Möglichkeit einer raumsparenden Gesamtkonstruktion auf.

Anspruch 8 sorgt für eine unmittelbare Zuordnung der Dicht­ elemente zu dem Ventilschaft und zu dem Aufsatz und damit für zwangsläufiges Schließen der Notdichtung.

Anspruch 9 sorgt für eine Dauerbeständigkeit der Dicht­ elemente über eine lange Lebenszeit des Ventils.

Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels. Es stellen dar:

Fig. 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Ventils in Öffnungsstellung, wobei Fig. 1a der Betätigungs­ teil und Fig. 1b der Ventilkörperteil der Fig. 1 ist;

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht, die das Ventil in Schließ­ stellung zeigt, wobei Fig. 2a der Betätigungsteil und Fig. 2b der Ventilkörperteil der Fig. 2 ist;

Fig. 3 einen partiellen Längsschnitt, der das Schließen des erfindungsgemäßen Ventils mit rückwärtigem Aufsitzen des Schafts veranschaulicht, wobei Fig. 3a der Betätigungsteil und Fig. 3b der Ventilkör­ perteil der Fig. 3 ist.

Das erfindungsgemäße feuersichere Ventil 10 weist einen Körper 12 auf, durch den ein Strömungskanal 14 zieht und in dem eine den Strömungskanal 14 kreuzende Ventilkammer 16 liegt, so daß ein Verschlußstück 18 des Ventils, wenn es sich in der Ventilkammer 16 befindet, aus einer unte­ ren Stellung, in der es die Strömung durch den Kanal 14 freigibt, in eine obere Stellung, in der es die Strömung durch den Kanal 14 schließt, verschieblich ist. Eine Hau­ be 20 ist an dem Ventilkörper 12 rund um die Öffnung der Ventilkammer 16 befestigt. Die Haube 20 ist mit einer durchgehenden Bohrung 22 versehen und ein Ventilschaft 24, der von dem Verschlußstück 18 ausgeht, erstreckt sich durch die Bohrung 22, wie dargestellt. Die Bohrung 22 wird von einem Sitz 26 unterbrochen, der dem Verschluß­ stück 18 zugekehrt ist und zur Aufnahme einer Schulter 28 am Ventilschaft 24 zum rückwärtigen Aufsitzen desselben bestimmt ist, um eine Abdichtung Metall-auf-Metall vorzu­ sehen, damit die Fluide in dem Ventilkörper 12 gehalten werden.

Der Schaft 24 wird von einem Betätigungsmechanismus 32 in Achsrichtung bewegt. Der Betätigungsmechanismus 32 weist ein äußeres Gehäuse 34 auf, das an der Haube 20 be­ festigt ist, ferner einen ringförmigen Kolben 36, der an dem Ventilschaft 24 festgemacht ist, einen rohrförmigen Dorn 38, der sich von der Haube 20 nach außen erstreckt, und eine Gleithülse 40, die bei der Bewegung des Kolbens 36 in dem rohrförmigen Dorn 38 gleitet. Ein Schlitz 42 steht mit einer Kolbenkammer 44 an der Außenseite des Kol­ bens 36 in Verbindung und ein Schlitz 46 ist mit einer Kolbenkammer 48 auf der Innenseite des Kolbens 36 verbun­ den. Ein an den Schlitz 42 angelegtes Druckfluid bewegt den Kolben 36, den Schaft 24 und das Verschlußstück nach innen in die in Fig. 1b gezeigte Lage. Ein an den Schlitz 46 angelegtes Druckfluid bewegt den Kolben 36, den Schaft 24 und das Verschlußstück 18 nach außen in die in Fig. 2a dargestellte Lage. Wenn Druck an einen der Schlitze ange­ legt wird, wird der andere Schlitz ventiliert.

Wie in Fig. 1a dargestellt, ist der Kolben 36 in Kontakt mit einer Anschlagmuffe 50. Eine Manschette 52 ist am Außenende des Gehäuses 34 befestigt und in die Manschette 52 ist ein Einstelladapter 54 eingeschraubt. Auf das äuße­ re Endstück des Einstelladapters 54 ist eine Kappe 56 auf­ geschraubt, die eine Bohrung 58 hat, durch die sich der Schaft 24 erstreckt. Die Anschlagmuffe 50 für den Kolben hat an ihrem äußeren Ende einen ringförmigen Vorsprung 60, der in einer Einsenkung 62 der Kappe 56 aufgenommen ist, sowie einen radialen Flansch 64, der normalerweise von der Innenfläche 66 der Kappe 56 durch ein schmelzbares Mate­ rial 68, das zu einem den Vorsprung 60 umgebenden Ring ge­ formt ist, in einem Abstand gehalten wird.

Die Lage der Anschlagmuffe 50 für den Kolben wird durch Drehen an dem buchsenförmigen Einstelladapter 54, um die­ sen hinein- oder herauszuschrauben, so eingestellt, daß das Innenende 70 der Muffe 50 an der gewünschten äußeren Grenze für die normale Bewegung des Kolbens 36 zu liegen kommt.

Die Außenfläche der Anschlagmuffe 50 hat einen Abstand von der Innenfläche des rohrförmigen Einstelladapters 54, so daß dazwischen ein Entlüftungskanal 72 gebildet ist, der von der Kammer 44 zu einer Entlüftungsöffnung 74 führt, die sich durch den rohrförmigen Einstelladapter 54 er­ streckt. Der Entlüftungskanal 72 ist normalerweise durch einen Dichtungsring 76 verschlossen, der in einer rund um die Außenseite der Anschlagmuffe 50 laufenden Nut 78 liegt. Eine weitere Nut 80 läuft rund um die Innenwand des rohr­ förmigen Einstelladapters 54 und ist mit der Öffnung 74 in Verbindung, so daß, wenn das schmelzbare Material 68 schmilzt und die Anschlagmuffe 50 für den Kolben sich in die in Fig. 3a dargestellte Stellung bewegt, der Dichtungs­ ring 76 zur Nut 80 läuft, wobei er die Abdichtung über den Entlüftungskanal 72 freigibt und der Druck aus der Kolben­ kammer 44 abgeblasen wird. Wenn die Kolbenkammer 44 vom Druck entlastet ist, bewegt sich der Kolben 36 nach außen und versperrt die Strömung durch den Kanal 14. Federn 82 des Betätigungsmechanismus drücken den Kolben 36 nach außen und der Fluiddruck im Kanal 14 und in der Ventilkammer 16 drückt ebenfalls den Ventilschaft 24 und den Kolben 36 nach außen.

Wenn das schmelzbare Material 68 schmilzt, kann es frei aus Öffnungen 84 in der Kappe 56 austreten. Die Anschlag­ muffe 50 für den Kolben bewegt sich als Folge irgendeiner der nachstehend aufgeführten Kräfte oder einer Kombination dieser Kräfte nach außen: Die auf dem Druck in der Kolben­ kammer 44 beruhende Kraft; die Kraft am Ventilschaft 24, hervorgerufen durch den Druck in dem Strömungskanal 14 und der Ventilkammer 16; und die Kraft, die von den Federn 82 des Betätigungsmechanismus aufgebracht wird.

Die Bewegung der Anschlagmuffe 50 sorgt für eine Entlüf­ tung der Kammer 44 und erlaubt dem ringförmigen Kolben 36 und dem Ventilschaft 24, über die normale Anschlagposition hinauszulaufen, so daß die Schulter 28 des Schafts auf dem Sitz 26 rückwärts aufsitzt. Dieses rückwärtige Aufsetzen liefert eine feuerfeste metallische Abdichtung.

Das für den Betätigungsmechanismus 32 verwendete Fluid soll nicht brennbar sein, damit es, wenn es durch den Kanal 72 und die Öffnung 74 abfließt, sich nicht entzündet oder auf irgendeine Weise eine Verbrennung unterstützt.

Claims (9)

1. Feuersicherheitsventil mit einem in einem Ventilkörper (12) zwischen einer AUF-Stellung und einer ZU-Stellung verschiebbaren Verschlußstück (18), einem mit dem Ver­ schlußstück (18) verbundenen Ventilschaft (24), welcher in einer Führungsbohrung (22) eines mit dem Ventil­ körper (12) verbundenen Aufsatzes (Haube 20) geführt ist, mit einem am Ventilschaft (24) angreifenden extern steuerbaren Betätigungsmechanismus (32) zum Verschieben des Ventilschafts (24) und mit einem durch einen Schmelz­ körper (schmelzbares Material 68) im Aufsatz (Haube 20) gehaltenen längsbeweglichen Anschlag (unteres Ende der Anschlagmuffe 50), der den Verschiebeweg des Ventil­ schafts (24) bei nicht geschmolzenem Schmelzkörper (68) axial begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (50) beim Schmelzen des Schmelzkörpers (68) in eine Stellung beweglich ist, bei welcher der Betäti­ gungsmechanismus (32) im Sinne des Schließens des Ventils (10) angesteuert ist und der Verschiebeweg des Ventilschafts (24) nicht mehr begrenzt ist derart, daß am Ventilschaft (24) einerseits und an der Führungs­ bohrung (22) andererseits angebrachte feuerfeste Dicht­ elemente (Sitz 26, Schulter 28) zusammentreten können.

2. Feuersicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Verwendung eines durch Fluidbeauf­ schlagung steuerbaren Betätigungsmechanismus (32) mit einer Fluiddruckkammer (Kolbenkammer 44) zur Beaufschla­ gung eines mit dem Ventilschaft (24) verbundenen Kolbens (36) diese Fluidendruckkammer (44) in Abhängigkeit von der Bewegung des Anschlags entleerbar ist.

3. Feuersicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag von einer durch den Schmelzkörper (68) gestützten, den Ventilschaft (24) umgebenden und mit einer Gegenanschlag­ fläche (Kolben 36) des Ventilschafts (24) zusammen­ wirkenden Anschlagmuffe (50) gebildet ist.

4. Feuersicherheitsventil nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagmuffe (50) als Teil eines Entleerungsventils (Entlüftungskanal 72, Nut 80, Öffnung 74) für die Fluidendruckkammer (44) ausgebildet ist.

5. Feuersicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Schmelz­ körper (68) gestützte Anschlag in Längsrichtung des Ventilschafts (24) einstellbar ist.

6. Feuersicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (24) in Richtung auf eine der ZU-Stellung des Verschlußstücks (18) entsprechende Stellung durch Federmittel (82) vorgespannt und durch den Betätigungsmechanismus (32) entgegen der Federwirkung in die AUF-Stellung verschiebbar ist.

7. Feuersicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsmechanis­ mus (32) und gegebenenfalls Federn (82) in einem mit dem Aufsatz (20) verbundenen Gehäuse (34) untergebracht sind und daß in dem Gehäuse (34) eine Trägeranordnung (Einstelladapter 54, Kappe 56) für den Schmelzkörper (68) und den Anschlag (50) gegebenenfalls verstellbar angeordnet ist.

8. Feuersicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten Dicht­ elemente von einer Schulter (28) an dem Ventilschaft (24) und einem Ventilsitz (26) an dem Aufsatz (20) gebildet sind.

9. Feuersicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten Dicht­ elemente (26, 28) metallisch ausgebildet sind.